非周期性动力学追踪睡眠K复合波期间的皮层状态转变

睡眠微结构由短暂的电生理事件所定义，例如K复合体（KCs）。传统上，K复合体被解释为参与睡眠维持、感觉门控和皮层下行状态的离散振荡现象。然而，脑电图（EEG）还包含反映非振荡性神经元群体动力学的非周期性宽带活动，并且这种活动会随着睡眠阶段的变化而呈现系统性差异。由于K复合体是幅度较大、频率较低的瞬态波形，因此其影响也会扩展至更宽的频率范围，由此产生一个双向测量问题，使得离散事件与非周期性活动难以区分。这是因为单独的非周期性动力学就能够产生类似K复合体的波动；反过来，K复合体波形本身也会抬高频谱的低频端，使拟合得到的指数变陡，即使潜在的非周期性状态并未发生变化。这些混杂因素模糊了在K复合体存在时，何谓真正的K复合体以及何谓真实的非周期性变化。因此，锁定于K复合体的非周期性指数变化，可能反映真实的皮层状态转变、波形对频谱拟合产生偏倚所造成的测量伪影，或二者兼有。 在本研究中，我们采用整夜睡眠EEG的时间分辨频谱参数化方法，刻画专家标注的K复合体前后的非周期性动力学，并设计了一系列对照实验，以区分真实的非周期性状态变化与波形伪影。K复合体锁定的非周期性变化中有一部分在这些控制条件下仍然存在，这表明K复合体伴随着一种真实的转变，即皮层状态向指数更高、以抑制为主的状态转移。这些发现确立了非周期性活动作为K复合体期间状态动力学的有意义指标，并突出了在对大幅度瞬态事件进行事件锁定频谱分析时必须考虑的测量混杂因素。

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睡眠微结构由短暂的电生理事件所定义，例如 K 复合体（KCs）。传统上，K 复合体被解释为参与睡眠维持、感觉门控和皮层下状态的离散振荡现象。然而，脑电图（EEG）还包含反映非振荡性群体动力学的非周期性宽带活动，并且这种活动在不同睡眠阶段呈系统性变化。由于 K 复合体是幅度较大、频率较低的瞬态波形，因此也会在更宽的频率范围内表现出来，由此产生一个双向测量问题，使离散事件与非周期性活动难以区分。这是因为，仅凭非周期性动力学就可能产生类似 K 复合体的波动；反过来，K 复合体波形持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 保留所有权利。未经许可不得转载或重复使用。

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发布于 2026 年 9 月 29 日。

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睡眠 K 复合体期间，非周期性动力学追踪皮层状态转变

Elizabeth S. Kaplan Jonathan Schindler Bradley Voytek

bioRxiv 2026.09.23.753632； doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.23.753632

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睡眠 K 复合体期间，非周期性动力学追踪皮层状态转变

Elizabeth S. Kaplan Jonathan Schindler Bradley Voytek

bioRxiv 2026.09.23.753632； doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.23.753632

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.23.753632v1?rss=1

🏷️ 睡眠脑电图 K复合波 非周期性神经动力学 皮层状态转变 频谱参数化 事件锁定分析